摘要：雷电是造成输电线路故障的主要原因之一，频繁的雷害现象已严重的影响了高压输电线路的安全稳定运行。本文分析了500kV高压输电线路雷击故障的主要原因，对线路的耐雷水平影响因素进行了研究，并结合雷击故障的原因以及耐雷水平的影响因素对一些防雷措施进行了探讨，以进一步提高超高压输电线路供电的可靠性。
关键词：输电线路；雷击故障；耐雷水平；防雷措施
引言
高压和特高压输电线路为架空输电路线路，这是整个电力系统的重要组成部分，为保证电力能源源不断的输送到各个用户手中提高了必要的保障。但是输电线路不可避免的暴露在自然界中，这样便容易因为外界的影响和干扰，造成一定的损害。特别是对于500kV高压输电线路来说，因为雷击等自然因素而造成的故障可引起较大的危害，所以需要有效的分析雷击故障的相关因素，同时提出有效的防治措施，以便于促进供电线路的平稳发展。
1输电线路雷击跳闸事故的原因分析
1.1自然因素
相对来说，雷电活动的区域性特点比较强，同时也具有较强的气候特征，特别是对于一些敏感区域更需要重视这一情况的发生。最近这几年，我国因为气候条件的改变等异常自然原因造成了雷电活动不断的增加，有数据显示，最近这些年我国的自然灾害正在呈不断提升的趋势。特别是从2002年开始，到2013年这段时间，其增长十分明显，各种自然灾害的发生导致气候异常，阴雨天气随之出现，雷电事故便具有较高的发生率。对于一些多发降雨地带比如一些山区和峡谷等典型的地形区域，其气候气流的活动不断区域剧烈，这也使得落雷相对之前，其概率不断增大。
1.2避雷线的保护角
在防雷措施中架设避雷线是高压输电线路最有效的方法。避雷线的保护角的大小与防雷效果有着密切的联系。跳闸率随着保护角的增大而增加，绕击率则随着保护角的减小而降低。当保护角降低到一定程度时甚至可以起到屏蔽作用,保护导线不受到绕击。因此避雷线的保护角设置不合理是造成雷击故障的原因之一。
1.3线路的绝缘水平
根据相关部门的统计结果，早期投入运行的线路在投运的初期有着很好的防雷效果，但是由于各种原因，运行若干年后，当初的设计方案已经无法抵御如今的雷电袭击，而且由于长期遭受风吹、日晒、沙尘等恶劣自然条件的影响，绝缘能力逐渐下降，由于没有及时有效的维护，随着接地体通流能力的下降，将导致跳闸率明显增加。
1.4杆塔接地电阻
杆塔接地电阻值的大小决定了将雷电传导至大地的能力，阻值越小，传导能力越强。如果阻值过大，雷击时大量的电荷无法快速释放将抬高塔头电位，有可能造成绝缘击穿，提高了断路器跳闸的概率。一般情况下，在经过各种措施进行降阻处理后，接地体的阻值在短期时间内基本符合要求，但是随着降阻剂的流失以及腐蚀等原因，接地电阻的阻值逐渐上升。如果没有定期的对线路接地体和引下线进行腐蚀情况检查，加之测试接地电阻时的测量误差等情况，将导致线路的接地电阻无法满足防雷要求。遭受雷击时就容易发生跳闸事故。
2线路耐雷水平影响因素的研究
2.1影响反击耐雷水平的因素分析
影响反击耐雷水平的因素主要包括杆塔高度、接地电阻、绝缘子片数等。杆塔高度是决定输电线路反击耐雷水平的一个重要因素，随着杆塔高度的增加其落雷的概率将增加，原因主要有两个：（1）引雷面积跟塔高正相关；（2）塔顶被雷击中时，雷电波在杆塔中正向传播的时间与反向返回的时间都与杆塔的长度正相关，塔头及横担电位由此上升，引起发生反击的可能性增加。
绝缘子片数决定了绝缘子串两端的闪络电压，因此，绝缘子片数与高压线路的耐雷水平密切相关。选择输电线路的绝缘子片数时主要考虑工作电压的影响，按污秽条件选择绝缘子片数后，再按操作过电压进行校验。一般绝缘子的绝缘强度不按大气过电压的要求来选择，而是根据已选定的绝缘水平对线路的耐雷性能进行估计，仅在个别高塔、大跨越和需要提高耐雷水平的场合才考虑适当增加绝缘子的片数。
2.2影响绕击耐雷水平的因素分析
影响绕击耐雷水平的因素主要有杆塔高度、地面倾角、绝缘水平、绝缘配置方式及风摆角等。杆塔的高度不同其绕击跳闸率也不同。因为杆塔的结构、排列方式以及几何参数决定了屏蔽弧和暴露弧的范围和位置。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过对杆塔结构进行优化可以减小线路的暴露弧范围，增强线路的的防绕击能力。有研究显示：当地面倾角在时，绕击跳闸率与地面倾角的变化为正相关。高于时，绕击跳闸率与地面倾角的变化为负相关。所以在地面倾角增大到之前，跳闸率随着角度的增大而增大。当大于时，跳闸率则随着角度的增大而减小。绝缘子的片数对高压输电线路的绕击耐雷水平也有着直接的影响，输电线路的防雷能力随着绝缘子片数的增加而加强。故根据输电线路所处的地域特征、气候特征等进行合理的配置，可以提高其绕击耐雷水平。对双回线路的A、B、C三相采取不平衡绝缘配置方式（对容易遭受绕击的中相导线多悬挂一片绝缘子）与采取平衡配置方式相比，绕击跳闸率有显著的降低。因此，在线路的实际运行时采用不平衡绝缘配置方式，可以提高线路的抗绕击能力。
当风速较小时对耐雷性能的影响较小，可以忽略。而当风速较大时，风摆角增大，对输电线路的绕击跳闸率有着明显的影响。雷雨天气时，常常伴随着大风所以风速的影响更不容忽视。特别是对于跨山谷和沿山顶的线路，其所处环境的风速一般都比较大，风速的影响更应该引起重视。
3500kV高压输电线路雷击故障的防治措施
3．1在线路中增设避雷针
经过实践证明可以得出，在实际当中架设可控放电避雷针或防绕击避雷针能够有效的规避雷电对输电线路造成的影响和打击。该装置能够提升特高压输电线路的防雷击能力，对于提升线路当中的雷击跳闸率具有重要的意义。安装避雷针对于增强底线以及塔头附近导线的耦合系数来说具有重要的意义，而且其对于绝缘子串上的电压还具有降低效果，从整体上上来分析，可有效的提升其耐雷击的水平。从防绕击避雷针角度来说，其设计一方面可以最大限度上满足防雷击的电气特征需要，另一方面也能够在安装架空线路的时候，对其所需要涉及到的各项机械性能加以考虑。所谓对防雷击电气特征的满足就是降低线路的绕击率。对于架空线路而言，需要安装有效的机洗性能，比如线路需要具备足够的流通能力、握力、抗不均匀伏兵扭转能力、抗振动疲劳能力等，而其频率的特征和线夹出口的振动角也应该和相关的标准相符合。
3．2降低避雷线的保护角
对于已经投入使用的特高压输电线路，需要为其装设防绕击避雷针。确保其金属侧的指针朝向从避雷线的挂点朝着外向延伸，并以此来减少塔头附近的保护角，可以有效的增大避雷线的保护范围。同时根据塔形的具体情况和特点，确保安装防雷侧针以后，其保护角的设定全部较小，同时部分塔形的角度可以为负角。当雷击发生的时候，避雷针的接闪作用将会十分明显，可以有效的将较大的雷电电流引导于避雷针。这样能够有效降低绕击的发生率。
3．3提升线路的绝缘水平
从上面的因素当中可以得出，因为线路的绝缘水平降低，可导致雷电发生跳闸的频率增高。因此需要对绝缘配置进行充分调整，采取有效的措施提升特高压输电线路的绝缘能力。特别是相关的线路维护单位或线路维护人员，需要定期对线路进行检查，对于老化的、破损的线路，应该予以及时的更换。同时还需要制定有效的线路更换计划，对于较大范围的供电线路进行定期的线路更换，以此来确保线路的绝缘水平，进而有效的规避电路的雷击发生率。
3．4降低杆塔接地的电阻阻值
该研究经过分析和总结，得出因为杆塔的接地电阻阻值过高，可能会导致输电线路遭遇雷击的危险。同时杆塔因为长时间暴露在自然环境之下，故而导致其十分容易遭遇腐蚀情况发生，再加上检测过程中不合格或不达标，导致雷击的事故率增长。所以需要采取科学有效的方法来进行降阻，
将杆塔的接地电阻值降低，能够保证特高压输电线路的耐雷击水平，因而也在一定程度上降低了因为雷击事故所导致的跳闸发生率。
3.5其它防雷措施线路
防雷还可以通过减小避雷线保护角、架设藕合地线、增加绝缘水平等方式进行。要加强对劣质绝缘子尤其是瓷质绝缘子的检测,及时更换零、低值绝缘子和玻璃自爆绝缘子;同时,充分提高雷电流定位系统的运行水平,结合水系、地质地形地貌以及运行经验等特征,绘制或修订输电线路雷害分布图,开展差异化防雷工作。
结束语
500kV高压输电线路防雷,应根据不同域雷电活动特点,综合分析雷击故障的原因,然后采取相应的措施，由于雷电活动的特殊性,要从根本上杜绝线路雷击跳闸的发生是非常困难的,但雷电活动也有一定的规律性,只要掌握其规律,采取有效的治理措施,一定可以减少雷击闪络故障的发生,从而降低线路的雷击跳闸率,有效保障电网的安全运行和可靠性。
参考文献
[1]陈新,刘慧威.山西省超高压输电线路防雷分析与治理[J].山西电力,2012(3).
[2]王剑.超高压电网输电线路防雷特性分析[J].华北电力技术,2008(10)
论文作者:石林
论文发表刊物:《基层建设》2017年第10期
论文发表时间:2017/7/26
标签：线路论文; 杆塔论文; 绝缘子论文; 防雷论文; 雷电论文; 避雷线论文; 避雷针论文; 《基层建设》2017年第10期论文;